《机电传动控制》教学课件—第1章--绪论.pptVIP

②优化控制系统的设计。 动态转矩 越大，系统的加速度也越大，过渡过程的时间也就越短，系统的响应性也就越好。 所以，希望在整个过渡过程中，电流(或转矩)大，以加快系统的过渡过程，但又要限制其最大值，使其不超过电动机所允许的最大电流 或最大转矩 。 为此，引入充满系数的概念——充满系数 表征在过渡过程中，电动机的起动电流与最大电流的接近程度。 充满系数 越接近于1越好。若 ，则说明在整个动态过程中，电动机的工作电流保持在最大值不变，亦即动态转矩保持最大值不变，从而可以获得最短的过渡过程。在机电传动控制系统中，将在充满系数 的条件下完成的过渡过程称为最优过渡过程。 例如，采用电枢串电阻多级起动的方法，其目的就是为了获得较大的平均起动转矩。起动电阻的级数越多，充满系数 值越大，起动就越快。 再如，在晶闸管供电的直流驱动控制系统中，电流调节器的整定原则是尽量保证电枢电流波形在起动和制动过程中近似为矩形，从而使过渡过程最短，以接近最优过程。 * 在工程计算中，常用转速 代替角速度 ，用飞轮惯量（亦称飞轮转矩） 代替转动惯量 来进行系统的动力学分析。 由于 （式1-2） （式1-3） ——机电传动系统的重力（N）； ——机电传动系统的质量（kg）； ——重力加速度（m/s2）； ——机电传动系统转动部分的转动惯性半径（m）； ——机电传动系统转动部分的转动惯性直径（m）。 据此，机电传动系统的运动方程式可以转化为更为常用的工程形式 （式1-4） 式1-4中，常数375包含着 ，因此，常数375具有加速度的量纲；而 是个整体物理量。 工程形式的系统运动方程式是研究机电传动系统的最基本的方程式，它决定着机电传动系统的动力学特征。 记住它！！！ （1）静态 当 时，系统的加速度 ， 为常数。此时，机电传动系统以恒速 运转，机电传动系统系统处于静态（亦称稳态）。 （2）动态 当 时，系统的加速度 ， 不为常数。此时，机电传动系统加速运转，处于加速状态；当 时，系统的加速度 ， 不为常数。此时，机电传动系统减速运转，处于减速状态。 机电传动系统处于加速状态或减速状态时，称系统处于动态（亦称非稳态）。系统处于动态时，系统中必然存在一个动态转矩 。 （式1-5） 正是因为动态转矩 的存在，才使得机电传动系统的运动状态发生了变化。因此，机电传动系统的运动方程式1-1和1-4还可以转化为系统的转矩平衡方程式 或者 （式1-6） 电动机所输出的驱动转矩 总是被生产机械的负载转矩（即静态转矩） 和系统动态转矩 之和所平衡。 当 时， 。此时，系统没有动态转矩，系统恒速运转，即系统处于稳态。系统处于稳态时，电动机输出转矩的大小，仅由电动机所驱动的负载转矩决定。 2.转矩方向的确定 由于传动系统有多种运动状态，相应的运动方程式中的转速和转矩的方向就不同，因此需要约定方向的表达规则。 因为电动机和生产机械以共同的转速旋转，所以，一般以 （或 ）的转动方向为参考来确定转矩的正负。 （1） 的符号与性质 当 的实际作用方向与 的方向相同时（符号相同），取与 相同的符号， 为驱动转矩； 当 的实际作用方向与 的方向相反时，取与 相反的符号， 为制动转矩。驱动转矩促进运动；制动转矩阻碍运动。 （2） 的符号与性质 当 的实际作用方向与 的方向相同时，取与 相反的符号（符号相反）， 为驱动转矩； 当 的实际作用方向与 的方向相反时，取与 相同的符号（符号相同）， 为制动转矩。 a）系统起动时 b）系统制动时